Amt液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)包括油缸，所述方法包括：為所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)中的油缸構(gòu)建CO模型，所述CO模型包括系統(tǒng)級目標(biāo)函數(shù)和三個子系統(tǒng)級目標(biāo)函數(shù)；通過迭代計(jì)算，確定所述CO模型的最優(yōu)解，其中所述最優(yōu)解為所述油缸的所需確定的尺寸參數(shù)向量；依據(jù)所述油缸的尺寸參數(shù)向量，確定AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的尺寸。本發(fā)明通過建立CO模型得到最優(yōu)解，進(jìn)而依據(jù)最優(yōu)解選擇油缸尺寸參數(shù)，完成AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
【專利說明】AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變速器領(lǐng)域，特別是，涉及AMT (Automated Manual Transmission,機(jī)械式自動變速器)液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]AMT作為自動變速器的一種，近年來在重型車輛上得到了廣泛的應(yīng)用。作為實(shí)現(xiàn)自動換檔操控的重要執(zhí)行元件，AMT的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接操縱變速器的選位和掛檔過程，影響車輛的動力性、平順性、可靠性。
[0003]現(xiàn)有的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本分為液壓式、氣動式和電動式。在重型車輛上，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。在對液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，如何確定選位油缸尺寸和換檔油缸尺寸，是液壓換檔機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。
[0004]現(xiàn)有的液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，可歸結(jié)為根據(jù)先驗(yàn)知識和單一約束條件，參照機(jī)械工程手冊初選尺寸參數(shù)，然后再進(jìn)行其它約束條件的驗(yàn)證。如果不滿足要求，再重新選擇尺寸參數(shù)，直到找到滿足所有約束條件的尺寸參數(shù)。該現(xiàn)有方法至少存在以下三點(diǎn)缺陷:
(I)得到的結(jié)果只是可行解，并非最優(yōu)解；(2)需要多次選擇參數(shù)才能得到需要的解，計(jì)算量大，當(dāng)約束條件增多時會大大加重計(jì)算負(fù)擔(dān)，且具有盲目性；(3)設(shè)計(jì)和加工的產(chǎn)品體積大，成本高，效率低 。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服以上缺陷，本發(fā)明提出了一種AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，能夠解決現(xiàn)有方法中所得結(jié)果為非最優(yōu)解的問題。
[0006]一方面，一種機(jī)械式自動變速器AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)包括油缸，所述方法包括:為所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)中的油缸構(gòu)建協(xié)同優(yōu)化CO模型，所述CO模型包括系統(tǒng)級目標(biāo)函數(shù)和至少一個子系統(tǒng)級目標(biāo)函數(shù)；通過迭代計(jì)算，確定所述CO模型的最優(yōu)解，其中所述最優(yōu)解為所述油缸的所需確定的尺寸參數(shù)向量；依據(jù)所述油缸的尺寸參數(shù)向量，確定所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的尺寸。
[0007]進(jìn)一步地，所述為所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)中的油缸構(gòu)建CO模型，包括:構(gòu)建所述油缸的系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)；構(gòu)建所述油缸的子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)，其中所述子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為所述系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的一致性約束條件。
[0008]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為F⑴= ;t(^ + //)2(/ + 0_006);所述子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為./,(Xi) == 1.2,3 ;其中，I為所述油缸的長度，Xi為子系統(tǒng)設(shè)計(jì)變量=X1=W1, d

J
2,d3, d4}，X2=W1, d2, d3, d4}, x3={d1, d2, d4, h}, z/ 為系統(tǒng)層的優(yōu)化結(jié)果 Z 中元素,Xij 為第 i 個子系統(tǒng)的第j個設(shè)計(jì)變量，Cl1為活塞桿的輸出端直徑、d2為油缸的B腔的內(nèi)徑、d3為活塞的內(nèi)O徑、d4為油缸的A腔的內(nèi)徑或活塞的外徑、h為油缸的A腔的缸壁厚度。[0009]進(jìn)一步地，通過迭代計(jì)算，確定所述CO模型的最優(yōu)解，包括:系統(tǒng)級向三個子系統(tǒng)級分配設(shè)計(jì)向量期望值Z，所述三個子系統(tǒng)級中的各個子系統(tǒng)在滿足其自身約束條件的前提下，分別求取其設(shè)計(jì)變量與系統(tǒng)級提供給該子系統(tǒng)的目標(biāo)值之間的差異最小值，并將優(yōu)化結(jié)果Xi (i=l，2，3)返回給系統(tǒng)級；系統(tǒng)級根據(jù)子系統(tǒng)級返回的設(shè)計(jì)向量Xi返構(gòu)造子系統(tǒng)間一致性等式約束，在其約束條件下，求取系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最小值，并將優(yōu)化結(jié)果Z’再次傳給子系統(tǒng)級；經(jīng)過系統(tǒng)級優(yōu)化和子系統(tǒng)級優(yōu)化之間的多次迭代，最終確定所述CO模型的最優(yōu)解。
[0010]進(jìn)一步的，所述確定所述CO模型的最優(yōu)解，包括:依據(jù)一致性約O束條件，確定所述油缸的系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解；依據(jù)載荷約束條件、時間約束條件和強(qiáng)度約束條件，確定所述油缸的子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。
[0011]進(jìn)一步地，所述依據(jù)一致性約束條件，確定所述油缸的系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，包括:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械式自動變速器AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)包括油缸，其特征在于，所述方法包括: 為所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)中的油缸構(gòu)建協(xié)同優(yōu)化CO模型，所述CO模型包括系統(tǒng)級目標(biāo)函數(shù)和三個子系統(tǒng)級目標(biāo)函數(shù)； 通過迭代計(jì)算，確定所述CO模型的最優(yōu)解，其中所述最優(yōu)解為所述油缸的所需確定的尺寸參數(shù)向量； 依據(jù)所述油缸的尺寸參數(shù)向量，確定所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述為所述AMT液壓換檔機(jī)構(gòu)中的油缸構(gòu)建CO模型，包括: 構(gòu)建所述油缸的系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)； 構(gòu)建所述油缸的子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)，其中所述子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為所述系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的一致性約束條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為F\z) = π((每+ hf (I + 0.006); 所述子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為=zP2J=丨,2，3 ; 其中，I為所述油缸的長度，Xi為子系統(tǒng)設(shè)計(jì)變量IXi=Id1, d2, d3, d4}，X2=W1, d2, d3, d4}，X3=Id1, d2, d4, h}，z；為系統(tǒng)層的優(yōu)化結(jié)果中元素，Xij為第i個子系統(tǒng)的第j個設(shè)計(jì)變量，Cl1為活塞桿的輸出端直徑、d2為油缸的B腔的內(nèi)徑、d3為活塞的內(nèi)徑、d4為油缸的A腔的內(nèi)徑或活塞的外徑、h為油缸的A腔的缸壁厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過迭代計(jì)算，確定所述CO模型的最優(yōu)解，包括: 系統(tǒng)級向三個子系統(tǒng)級分配設(shè)計(jì)向量期望值Z，所述三個子系統(tǒng)級中的各個子系統(tǒng)在滿足其自身約束條件的前提下，分別求取其設(shè)計(jì)變量與系統(tǒng)級提供給該子系統(tǒng)的目標(biāo)值之間的差異最小值，并將優(yōu)化結(jié)果Xi返回給系統(tǒng)級，其中i=l，2，3 ； 系統(tǒng)級根據(jù)所述三個子系統(tǒng)級返回的優(yōu)化結(jié)果Xi構(gòu)造子系統(tǒng)間一致性約束，在其約束條件下，求取系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最小值，并將優(yōu)化結(jié)果V再次傳給子系統(tǒng)級作為新的設(shè)計(jì)向量期望值； 經(jīng)過系統(tǒng)級優(yōu)化和子系統(tǒng)級優(yōu)化之間的多次迭代，最終確定所述CO模型的最優(yōu)解。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述確定所述CO模型的最優(yōu)解，包括: 依據(jù)一致性約束條件，確定所述油缸的系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解； 依據(jù)載荷約束條件、時間約束條件和強(qiáng)度約束條件，確定所述油缸的子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)一致性約束條件，確定所述油缸的系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，包括:
min F(z) = π(~ + h)~(l + 0.006)
2
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)載荷約束條件、時間約束條件和強(qiáng)度約束條件，確定所述油缸的子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，包括: 依據(jù)載荷約束條件，確定所述油缸的第一子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解； 依據(jù)時間約束條件，確定所述油缸的第二子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解； 依據(jù)強(qiáng)度約束條件，確定所述油缸的第三子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)載荷約束條件，確定所述油缸的第一子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)時間約束條件，確定所述油缸的第二子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，包括:
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)強(qiáng)度約束條件，確定所述油缸的第三子系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，包括:
【文檔編號】G06F17/50GK103942362SQ201410105586
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】陳慧巖, 苗成生, 劉海鷗, 丁華榮, 席軍強(qiáng) 申請人:北京理工大學(xué)